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初实运放 学习笔记

模拟威廉希尔官方网站 是一门内容多、涉及面广、新知识点多,学时少的学科。 作为硬件领域的新人,有幸加入运放课程系列的学习中。在此记录下学习心得。
一、同相端和反相端
电子威廉希尔官方网站 中的运算放大器,有同相输入端和反相输入端,输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器。反之就是反相放大器。
由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。
由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外威廉希尔官方网站 的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。
图1.png

图1 运放的同相端接地=0V,反相端和同相端虚短,所以也是0V,反相输入端输入电阻无穷大,看成虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联威廉希尔官方网站 中的每一个组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。流过R1的电流:I1=(Vi-V-)-R1......a  流过R2的电流:I2=(V--Vout)/R2......b
V-=V+=0......c I1=I2.......d 根据上面的公式求解Vout=(-R2/R1)*Vi,这就是反相放大器的输入输出关系式。
图_2.png
图2中Vi与V-虚短,则Vi=V-......a 因为虚断,反相输入端没有电流输入输出,通过R1和R2的电流相等,设此电流为I,根据欧姆定律得:I=Vout/(R1+R2)......b Vi等于R2上得分压,即:Vi=I*R2......c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2,这就是同相放大器得公式了。
二、运放的参数
1.共模抑制比:差模电压增益和共模电压增益的比值,此值越高越好,一般为80db左右
2.输入失调电压:当输出电压为0V时,加在输入端的电压,此值一般几mV;此值越小越好,说明对称性好
3.输入失调电流:当输入端不输入信号时,两输入端的电流之差,此值一般是几nA,几十nA,此值越小越好
4.输入偏置电流:当运放的输出直流电压为零时,两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分威廉希尔官方网站 等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定的关系,其中双极型管的输入偏置电流在+-10nA~1uA之间;采用场效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于1nA;
5.输入共模电压:此值越大说明抗干扰能力越强
6.输入阻抗:指输入端的电压和输入端的电流比值,此值对于双极型晶体管一般时10000R~1000000R,对于单极型晶体管一般很大
7.输出阻抗:是在出口处测得的阻抗。此值越小,驱动更大负载的能力就越高。对于小信号,要求输入阻抗高,共模抑制比大
三、运放用作比较器
比较器是一种带有反相同相两个输入端以及一个输出端的器件,该输出端的输出电压范围是一般在供电的轨到轨之间。比较器具有低偏置电压、高增益和高共模抑制比的特点。比较器拥有逻辑输出端,可显示两个输入端中哪个电位更高。如果其输出端可兼容TTL和CMOS,则比较器的输出始终为正负电源的轨之一,或者在两者间快速变化。比较器用于设计开环系统,用于驱动逻辑威廉希尔官方网站 ,用于高速工作,即使过载也是如此。而这些均不是运算放大器的设计用途。运算放大器设计用于闭环系统,用于驱动简单的电阻性或电抗性负载,而不是过载至饱和状态。将运算放大器用作比较器的原因有很多种。运算放大器不但有单运放封装,同时提供双运放和四运放型号,这类运放芯片成本低,占用威廉希尔官方网站 板面积也小。比较器专门针对干净快速的切换设计,因此其直流参数往往赶不上许多运算放大器。因而,在要求低Vos、低Is和宽CMR的应用中,将运算放大器用作比较器可能比较方便。如果高速非常重要,将不适合使用运算放大器做比较器。
看完第一遍视频,在结合书本上的知识,记录一下学习思考。还是那句话,书读百遍,其意自现。

回帖(1)

王栋春

2019-7-3 19:55:15
说的非常不错的
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